课题基金 / 基金详情

家蚕丝素酶fibroinase的结构解析及其活性周期性变化的分子机制

批准号:
31502019
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
郭鹏超
依托单位:
学科分类:
养蚕学
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
董照明、刘华伟、李懿、张晓璐、唐新

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
丝腺作为家蚕(Silkworm, Bombyx mori)唯一的泌丝器官,是整个蚕丝产业的生物学基础。在每龄的幼虫期,丝腺腔中的丝蛋白都要经历从降解(眠期)到重新合成的过程。可见丝腺腔内丝蛋白的降解是丝腺发育的一个关键环节,它为丝腺的下一个发育周期的提供了信号。前期研究工作表明丝素酶fibroinase通过其活性的周期性变化控制着丝腺腔内丝蛋白在眠期和预蛹期的降解过程。然而,在丝腺发育过程中调控丝素酶活性周期性变化的因素和机制并不清楚。本课题将围绕着丝素酶的活性调控这条主线,研究丝素酶的三维结构与酶活的关系;并从分子水平研究丝素酶基因的转录调控,探讨丝素酶的表达量与其活性周期性变化的关系;并通过研究丝素酶的生理抑制剂,找到丝素酶和抑制剂的拮抗关系,阐释抑制剂对丝素酶活性周期性变化的影响。最终阐明丝素酶在丝腺发育过程中参与的调控作用,构建丝腺发育过程中的丝蛋白稳定/降解的调控网络。
英文摘要
Silk gland of silkworm is a specific organ for secreting silk and is the biology foundation of the sericulture. In the larval stage, the development of the silk gland shows a cyclical process. At each molt period in early larval instars and the early pupa, the silk gland undergos a critial step that the digestion of fibroin and sericin in the lumen contents of silk gland. Several evidences demonstrated that the cyclial expression of fibroinase regulated the degradation of fibroin and sericin in the lumen contents of silk gland at each molt period in early larval instars and the early pupa. To understand the regulational mechanisn of the cyclial expression of fibroinase, we choose the fibroinase as the research target. We will determine the structure of fibroinase and clarify the structural basis of the digestion of silk proteins. By means of structural biology, we sought to determine the structures of fibroinase and clarify the structural basis of fibroinase to accommodate the silk proteins. Moreover, the gene expression profiles and the transcriptional regulation of fibroinase gene will be performed to study relationship between the expression level of fibroinase and the cyclial expression of fibroinase. Furthermore, the physiological inhibitor of fibroinase will be identified by biochemical experiment and proteomic tools, which could enable us to clarify the biochemical roles of inhibitors and fibroinase. Finally, our structural and biochemical observations will provide insights into the precise mechanism of the cyclial expression of fibroinase in regulating the digestion of silk proteins in the silk gland.
丝素酶fibroinase是一类存在于家蚕丝腺的cathpsin-L类蛋白酶,它具有降解丝蛋白的能力。丝素酶fibroinase通过其活性的周期性变化控制着丝腺腔内丝蛋白在眠期和预蛹期的降解过程。然而,在丝腺发育过程中调控丝素酶活性周期性变化的因素和机制并不清楚。本课题首先从分子水平研究丝素酶基因的转录调控,发现丝素酶的表达量受蜕皮激素20E诱导上调,并摸清了参与丝素酶周期性表达调控的转录因子;另外利用酵母表达系统表达了丝素酶fibroinase前体,并通过体外激活的方式获得了丝素酶。通过抑制活性和体外结合实验鉴定到丝素酶的生理抑制剂,Serpin18和BCPI,还发现二者通过不同的抑制模式抑制丝素酶的活性。表达谱和免疫组织定位显示,丝素酶受抑制剂Serpin18和BCPI协同抑制,从而保证了丝素酶只在预蛹期发挥降解丝蛋白和丝腺的作用。本研究阐释了丝素酶活性周期性变化的机制以及其在丝腺发育过程中参与的调控作用,有助于我们构建丝腺发育过程中的丝蛋白稳定/降解的调控网络。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1016/j.ibmb.2019.01.003
发表时间: 2019-03-01
期刊: INSECT BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY
影响因子: 3.8
作者: [Guo, Pengchao, Wang, Zhan, Zhao, Ping]
通讯作者: Zhao, Ping
DOI: 10.3390/ijms19082275
发表时间: 2018-08-03
期刊: International journal of molecular sciences
影响因子: 5.6
作者: [Wang Q, Guo P, Wang Z, Liu H, Zhang Y, Jiang S, Han W, Xia Q, Zhao P]
通讯作者: Zhao P
DOI: 10.1016/j.ibmb.2016.03.003
发表时间: 2016
期刊: Insect Biochemistry and Molecular Biology
影响因子: 3.8
作者: [Wang D, an, Zhang Yan, Dong Zhaoming, Guo Pengchao, Ma Sanyuan, Guo Kaiyu, Xia Qingyou, Zhao Ping]
通讯作者: Zhao Ping
DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2017.10.118
发表时间: 2018-02-01
期刊: INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES
影响因子: 8.2
作者: [Guo, Peng-Chao, Wang, Qian, Zhao, Ping]
通讯作者: Zhao, Ping
6
    味觉受体GR66调控家蚕寡食性的分子机制研究
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      0.0万元
    • 批准年份:
      2025
    • 负责人:
      郭鹏超
    • 依托单位:
    家蚕Met介导保幼激素信号传导的结构基础及分子机制研究
    • 批准号:
      32370517
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      50万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      郭鹏超
    • 依托单位:
    家蚕保幼激素酸甲基转移酶BmJHAMTs的结构解析与功能研究
    • 批准号:
      31970468
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      58.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      郭鹏超
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金